DE4132982A1

DE4132982A1 - Giessharz fuer statorvergussmittel

Info

Publication number: DE4132982A1
Application number: DE19914132982
Authority: DE
Inventors: Jensen Niels Due; Finn Meineche
Original assignee: Grundfos International AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1991-10-04
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1993-04-08

Description

Die Erfindung betrifft ein warmaushärtbares Gießharz, insbesondere als Vergußmittel für den Stator eines Elektromotors, im wesentlichen bestehend aus Epoxidharz, einem Härter sowie Zusatzstoffen.

Unter Härter im Sinne der Erfindung sind auch Beschleuniger und/oder Katalysatoren zu verstehen, also die Stoffe, welche die chemi sche Aushärtreaktion beschleunigen.

Epoxidharze der eingangs genannten Art sind bekannt. An sie werden insbesondere beim Verguß der Statoren von Elektromotoren besonde re Anforderungen gestellt. Diese, das eigentliche Motorgehäuse erset zende Vergußmasse muß einerseits einen dichten Einschluß des darin eingebetteten Stators gewährleisten, andererseits jedoch zumindest einen Teil der im Stator erzeugten Wärme ableiten. Schließlich sind in allen Betriebszuständen erhöhte Anforderungen an die Elastizität und Festigkeit des Gießharzes gestellt, um die beim Betrieb auftretenden Schwingungen aufnehmen zu können.

Um den Verguß des Stators wirtschaftlich fertigen zu können, ist es zudem erforderlich, einen möglichst kontinuierlichen Fertigungspro zeß zu haben und diesen definiert steuern zu können. Um den Ferti gungsprozeß des Gießens zumindest im wesentlichen kontinuierlich und unter Einbeziehung der thermischen Stabilität des fertigen Ver gußkörpers in den Massenfertigungsprozeß eingliedern zu können ist es daher erforderlich, warmaushärtbare Gießharze zu verwenden. Hierbei wird der Aushärteprozeß im wesentlichen über die Tempera tur und den Beschleunigergehalt gesteuert.

Um die vorgenannten elastischen Eigenschaften bei sämtlichen im Betrieb des Motors auftretenden Temperaturen zu erhalten, ist es bekannt, dem Gießharz Anhydride zuzusezten. Derartige Gießharze sind jedoch nur in hohem Temperaturbereich elastisch, in übrigen jedoch eher spröde, so daß sie vermehrt zur Rißbildung neigen. Weiterhin nachteilig sind die verhältnismäßig langen Gelierzeiten (beispielsweise 12 Minuten) im Aushärteprozeß, die für die Massen fertigung nicht geeignet sind.

Zwar kann die vorerwähnte Sprödigkeit des Materials bei niedrigen Temperaturen durch den Zusatz von Faserstoffen verhindert werden, hierdurch wird jedoch die Viskosität des (noch flüssigen) Gießharzes so stark erhöht, daß die Fließfähigkeit erheblich vermindert ist. Im übrigen sind diese Faserzusatzstoffe verhältnismäßig teuer.

Der Zusatz von kautschukartigen Substanzen zur Elastifizierung von Vergußmassen unter Bildung von elastischen Phasen zählt ebenfalls zum Stand der Technik. Auch hierdurch wird die Fließfähigkeit des Gießharzes stark vermindert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gießharz der gattungsgemäßen Art so weiter zubilden bzw. Zusatzstoffe zu finden, welche die vorgenannten Nach teile nicht aufweisen und ein für die Massenfertigung geeignetes, kostengünstiges Gießharz zu schaffen, welches eine vergleichsweise hohe Elastizität und Festigkeit in weiten Temperaturbereichen auf weist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als Zusatzstoffe zur Erhöhung der Elastizität und Festigkeit des gehärteten Gießharzes Polyoxylalkylenamine (Polyätheramine) eingesetzt werden. Der Ein satz dieser erfindungsgemäßen Zusatzstoffe verleiht dem ausgehärte ten Gießharz eine über weite Temperaturbereiche vergleichsweise hohe Festigkeit und Elastizität. Von besonderer Bedeutung bei Moto ren mit hoher Betriebstemperatur, beispielsweise der Klasse F, ist die Dauertemperaturbeständigkeit des Vergußkörpers. Das mit diesen Zusatzstoffen angereicherte flüssige Gießharz ist insbesondere für den vorgenannten Prozeß (Vergießen des Stators eines Elektromotors) in der Massenfertigung gut geeignet, da das flüssige und gut fließfähige Ausgangsmaterial gut durchmischt und ohne Probleme bei vergleichs weise geringem Druck verarbeitet werden kann. Muß nämlich, wie dies bei Gießharzen mit Zusatzstoffen der Fall ist, der Verarbeitungs druck aufgrund zu hoher Viskosität über ein gewisses Maß angehoben werden, so besteht die Gefahr, daß die Statorwicklung beschädigt wird, unabhängig von dem höheren technischen Aufwand.

Es ist zwar bekannt, Polyamine in kaltaushärtenden Systemen ein zusetzen. In warmaushärtenden Systemen hat man bisher solche Zusatzstoffe nicht eingesetzt, da eine die Viskosität ungünstig beein flussende Ausscheidung zu befürchten ist und solche Zusatzstoffe nicht in ausreichendem Maße temperaturbeständig sind.

Bei den erfindungsgemäßen Zusatzstoffen ist dies jedoch erstaunli cherweise nicht der Fall, was auf die Temperaturbeständigkeit der Ätherverbindung zurückzuführen sein wird. Gerade die sonst häufig bei schnellaushärtenden Systemen zu beobachtende Gefahr der Riß bildung wird durch die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe verhindert.

Eine nähere Spezifizierung der Zusatzstoffe ist in den Unteransprü chen angegeben, sie betreffen für den vorgenannten Einsatzzweck besonders vorteilhafte Formulierungen des Gießharzes.

Die Zusatzstoffe gemäß der Erfindung bestehen im wesentlichen aus zwei Komponenten, und zwar zum einen der vorgenannten Polyox ylalkylenaminen (Komponente I) und zum anderen einer weiteren Komponente, die aus Polyäthylenglykol, Polyalkylenglykol, Polybuty lenglykol oder einer Kombination der vorgenannten Stoffe besteht. Es versteht sich, daß hier auch andere Glykolverbindungen einsetzbar sind.

Während das Molgewicht der Polyoxylalkylenamine größer als 2000 g/mol sein sollte, ist es für die vorgenannten weiteren Komponenten unter 800 g/mol anzusetzen. Die vorgenannten weiteren Komponenten können auch in Form von Derivaten eingesetzt werden, bevorzugt sind durch Verätherung gebildete Derivate, insbesondere Alkoxyty pen.

Auch hat sich als vorteilhaft erwiesen, als weitere Komponente alternativ oder zusätzlich thermoplastisches Phenoxyharz mit einem Molgewicht von unter 100 000 g/mol zuzugeben.

Nachfolgend sind beispielhaft zwei Gießharzformulierungen aufge führt, die sich insbesondere als Vergußmittel für den Stator eines Elektromotors eignen:

Claims

1. Warmaushärtbares Gießharz, insbesondere als Vergußmittel für den Stator eines Elektromotors, im wesentlichen bestehend aus Epoxidharz, einem Härter sowie Zusatzstoffen, dadurch gekenn zeichnet, daß als Zusatzstoffe zur Erhöhung der Elastizität und Festigkeit des gehärteten Gießharzes Polyoxylalkylenamine einge setzt sind.

2. Gießharz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyoxylalkylenamine ein Molgewicht von mehr als 2000 g/mol aufweisen.

3. Gießharz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyoxylalkylenamine einen Primäramingehalt von weniger als 3 moläquivalent/g aufweisen.

4. Gießharz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß außerdem eine weitere Komponente aus Polyäthylenglykol, Polyalkylenglykol, Polybutylenglykol oder einer Kombination der vorgenannten Stoffe mit einem Molgewicht unter 800 g/mol vorgesehen ist.

5. Gießharz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Komponente ein Derivat der in Anspruch 4 aufgeführten Verbindungen ist.

6. Gießharz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Derivat durch eine Verätherung gebildet ist.

7. Gießharz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß eine weitere Komponente aus thermoplastischem Phenoxyharz mit einem Molgewicht von unter 100 000 g/mol be steht.

8. Gießharz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente aus einer Mi schung einer oder mehrerer der in den Ansprüchen 4, 5, 6 und 7 aufgeführten Stoffe besteht.

9. Zusatzstoff für ein warmaushärtbares Gießharz als Verguß mittel für den Stator eines Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff eine aus Polyoxylalkylenaminen bestehende Komponente aufweist.

10. Zusatzstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Polyoxylalkylenamine ein Molgewicht von mehr als 2000 g/mol aufweisen.

11. Zusatzstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyoxylalkylenamine einen Primäramingehalt von weniger als 3 moläquivalent/g aufweisen.

12. Zusatzstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß außerdem eine weitere Komponente aus Poly äthylenglykol, Polyalkylenglykol, Polybutylenglykol oder einer Kombination der vorgenannten Stoffe mit einem Molgewicht unter 800 g/mol vorgesehen ist.

13. Zusatzstoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Komponente ein Derivat der in Anspruch 12 aufgeführ ten Verbindungen ist.

14. Zusatzstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Derivat durch eine Verätherung gebildet ist.

15. Zusatzstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß eine weitere Komponente aus thermoplastischem Phenoxyharz mit einem Molgewicht von unter 100 000 g/mol be steht.

16. Zusatzstoff nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Komponente aus einer Mischung einer oder mehrerer der in den Ansprüchen 12,13, 14 und 15 aufgeführ ten Stoffe besteht.